一种飞机结构强度模型快速创建方法技术

本发明专利技术涉及强度模型计算技术领域，尤其是一种飞机结构强度模型快速创建方法，步骤如下：单元类型的对应；应力模型单元和强度模型单元的映射；强度单元位置和尺寸的确定；建立强度模型特性；建立强度模型中单元和特性之间关系；建立强度模型中单元和载荷的关系。本发明专利技术的一种飞机结构强度模型快速创建方法提出来强度模型的概念，将强度计算所对应的单元、特性、载荷、分析和结果等数据进行整合以后，形成强度模型，通过建立强度模型和有限元模型之间的映射关系，简化了强度模型的创建难度；通过采用本发明专利技术的技术方案可以获得飞机结构中强度模型的单元、特性、载荷等信息，用于飞机结构强度稳定性分析，减少重复工作，提高强度校核工作的效率。核工作的效率。核工作的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机结构强度模型快速创建方法


[0001]本专利技术涉及强度模型计算
，尤其是一种飞机结构强度模型快速创建方法。

技术介绍

[0002]在飞机设计中，强度工作是其中必不可少且工作量很大的一项内容，为了整个强度分析的需要通常遵循下列流程：有限元网格划分
‑
>Nastran分析
‑
>强度分析
‑
>计算报告。
[0003]在上述流程中，有限元网格是强度模型计算的基础，为强度计算提供了必要的输入信息，包括整个模型的网格，对应的载荷，部分材料属性和单元特性等内容，通过有限元网格基础上建立强度模型，能够最大程度的继承已有数据，但是由于有限元网格是离散化后的单元，和强度分析的结构单元有较大区别，所以需要一种方案能够建立强度结构单元和有限元网格之间的关系。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决上述
技术介绍
中存在的问题，提供一种改进的飞机结构强度模型快速创建方法，从而大幅减少工程师建模的重复工作，提高工作效率，确保结果的唯一性整准确性。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种飞机结构强度模型快速创建方法，建模步骤如下：
[0006]单元类型的对应
[0007]在应力模型中，包括Cquad4、Cshear、Ctria3、Conrod、Crod、Cbar、Cbeam这些单元类型，用于模拟有限元应力分析中的结构特征，Cquad4、Ctria3只能承受面内载荷，Cshear只能承受剪力，Conrod和Crod只能承受正应力和扭转，而Cbar和Cbeam则能够承受所有各个方向的载荷，
[0008]强度单元主要包括板单元、长桁单元和框单元，这三种单元代表的是飞机结构中主要的三种结构，从应力模型中直接转换过来，这三种单元用来描述飞机结构中主要的蒙皮、长桁、框、翼梁、翼肋、地板等结构，通过这三种单元的定义，可以在强度模型中对飞机结构进行分析，并生成强度校核分析报告；
[0009]应力模型单元和强度模型单元的映射
[0010]通过映射文件来指明强度单元的组成，并由此获得了强度单元的尺寸和位置等信息；
[0011]强度单元位置和尺寸的确定
[0012]通过映射文件确定强度单元和应力单元的映射关系以后，通过应力单元所在节点位置来计算获得强度单元的位置和大小，并将其合并以后获得的新的结构的位置，同时通过节点的距离等，还可以得到板单元长宽、长桁和框单元长度的信息；
[0013]建立强度模型特性
[0014]由于应力模型中单元的特性是基于Cquad4、Cshear、Ctria3，Conrod，Crod，Cbar，Cbeam等单元的特性，这些特性创建的时候是基于这种单元的属性来归纳；
[0015]建立强度模型中单元和特性之间关系
[0016]应力单元和应力特性之间的关联关系通过在强度模型中继承，在强度单元找到对应的应力单元以后，通过对应的应力单元找到其对应的特性，然后在强度模型中通过对该特性添加强度计算所需的数据，就可以进行强度分析；
[0017]建立强度模型中单元和载荷的关系
[0018]强度模型中的载荷是通过应力模型中的结果来获得，即将应力模型中的计算结果赋予给相应的强度单元，从而获得强度模型的载荷，应力模型的结果针对应力单元每个单元给出所承受的力。
[0019]所述的Cquad4为四边形板单元、Cshear为剪力板、Ctria3为三角形板单元、Conrod为杆单元、Crod为杆单元、Cbar为等截面梁单元、Cbeam为变截面梁单元。
[0020]所述的Cquad4、Ctria3、Cshear都是二维面内，可以理解为平面或者曲面，在强度模型里面对应的是相应的只有厚度和材料属性的板单元，所述的Conrod和Crod是一维单元，主要用于模拟长桁结构，在强度模型里面将至转换为长桁单元，所述的Cbar、Cbeam也是一维单元，在飞机应力分析中用于模拟比较大的型材结构，可以承受各个方向的载荷，通常用于模拟机身框结构，所以在强度模型里面将至转换为框单元。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022](1)本专利技术的一种飞机结构强度模型快速创建方法提出来强度模型的概念，将强度计算所对应的单元、特性、载荷、分析和结果等数据进行整合以后，形成强度模型，并且通过建立强度模型和有限元模型之间的映射关系，简化了强度模型的创建难度；
[0023](2)通过采用本专利技术的技术方案可以获得飞机结构中强度模型的单元、特性、载荷等信息，用于飞机结构强度稳定性分析，减少重复工作，提高强度校核工作的效率。
附图说明
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0025]图1是本专利技术中的模型信息图。
[0026]图2是本专利技术中各个模块之间的关系示意图。
[0027]图3是本专利技术中的模型对应图。
[0028]图4是本专利技术中的单元对应图。
[0029]图5是本专利技术中的应力模型单元特性对应图。
[0030]图6是本专利技术中的特性对应图。
[0031]图7是本专利技术中的应力模型图。
[0032]图8是本专利技术中强度模型图。
[0033]图9是本专利技术中Cquad4和Cshear的应力模型结果示意图。
[0034]图10是本专利技术中Crod和Conrod的应力模型结果示意图。
[0035]图11是本专利技术中Cbar和Cbeam的应力模型结果示意图。
具体实施方式
[0036]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0037]图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11所示的一种飞机结构强度模型快速创建方法，
[0038]建模原则
[0039]CAE软件的数据架构通常都采用模型来进行管理，模型内部都具有相同的元素：单元、特性、分析、载荷和结果，元素间彼此关联组织形成专业模型，如下图所示。单元用来描述CAE分析的对象，通常用板、杆、梁等内容来进行模拟；特性用于给定同类的单元统一的属性，比如面积特性或者厚度特性等；载荷用工况来代替，工况包括作用的载荷和所受的约束，用来描述单元在某些条件下的工作状态或者受载状态。在有了单元、特性和工况以后，描述了某种结构的尺寸参数、材料信息和所承受的特定工况的载荷和边界条件，然后对这些情况进行某类分析(线性静力分析、稳定性分析、非线性静力分析等)。在分析以后获得结果，所有这些信息都在统一的模型里面管理起来。
[0040]在飞机结构强度校核中，有限元线性静力分析是所有后续工作的基础，在有限元线性静力分析以后会获得各个结构在各种工况下所受的载荷，这项工作针对的模型，我们称之为应力模型。在应力模型里面包含的元素，我们称之为应力单元、应力特性、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机结构强度模型快速创建方法，其特征在于，建模步骤如下：单元类型的对应在应力模型中，包括Cquad4、Cshear、Ctria3、Conrod、Crod、Cbar、Cbeam这些单元类型，用于模拟有限元应力分析中的结构特征，Cquad4、Ctria3只能承受面内载荷，Cshear只能承受剪力，Conrod和Crod只能承受正应力和扭转，而Cbar和Cbeam则能够承受所有各个方向的载荷，强度单元主要包括板单元、长桁单元和框单元，这三种单元代表的是飞机结构中主要的三种结构，从应力模型中直接转换过来，这三种单元用来描述飞机结构中主要的蒙皮、长桁、框、翼梁、翼肋、地板等结构，通过这三种单元的定义，可以在强度模型中对飞机结构进行分析，并生成强度校核分析报告；应力模型单元和强度模型单元的映射通过映射文件来指明强度单元的组成，并由此获得了强度单元的尺寸和位置等信息；强度单元位置和尺寸的确定通过映射文件确定强度单元和应力单元的映射关系以后，通过应力单元所在节点位置来计算获得强度单元的位置和大小，并将其合并以后获得的新的结构的位置，同时通过节点的距离等，还可以得到板单元长宽、长桁和框单元长度的信息；建立强度模型特性由于应力模型中单元的特性是基于Cquad4、Cshear、Ctria3，Conrod，Crod，Cbar，Cbeam等单元的特性，这些特性创建的时候是基...

【专利技术属性】
技术研发人员：常兵，薛桢一，常毅飞，樊荣，
申请(专利权)人：江苏锐天信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：